토성 알아보기

1. 토성의 개요

고리가 아름다운 토성입니다. 출처: 네이버

토성은 태양계의 여섯 번째 행성으로 아름다운 고리를 가진 행성입니다.
토성의 고리는 갈릴레오가 처음으로 발견하였는데, 그 당시에는 망원경의 해상도가 낮아 토성 주변에 있는 고리를 고리라고 인식을 못했었습니다. 그리고 50년 후 1656년 네덜란드의 천문학자인 호이겐스가 그것이 고리라는 것을 발견하였습니다. 지금까지 밝혀진 토성 위성의 개수는 수십 개이며 그중에 제일 유명한 위성은 타이탄이 있습니다. 토성은 태양계에서 목성 다음으로 두 번째로 큰 행성이며 직경은 지구의 약 9.5배 질량은 약 95배입니다.
태양으로부터 14억 km 정도 떨어진 거리에서 약 9.7km/s 속도로 공전을 하는데 이는 지구 시간으로 약 29.6년입니다.

2. 토성의 대백반

목성에 대적반이 있으면 토성에는 대백반이 있습니다. 토성에 북반구의 거대한 하얀색의 줄무늬를 토성의 대백반이라고 합니다. 토성은 목성처럼 내부 운동이 활발합니다. 대백반의 지름은 수천 km, 풍속은 1,700~1,800km/s입니다. 속도가 목성 대적반보다 5~6배 빠르다고 합니다.
대백반 현상은 내부의 열로 인하여 대기 대순환의 하나로 대폭풍이 발생하여 생기기 때문입니다.

대백반은 1876년 아사프 홀에 의하여 처음 관측된 후로 28.5년을 주기로 항상 관측되어 왔습니다. 이 주기는 토성의 북반구가 태양을 바라보는 주기와 일치합니다. 목성에서는 이런 대폭풍이 발생하지 않습니다. 그 이유는 목성에는 대기에 수증기량이 적기 때문입니다.

3. 토성 북극의 육각형 모양의 거대 폭풍

토성의 북극에는 육각형 모양의 거대 폭풍이 있습니다. 폭풍의 지름은 12,000km로, 지구 지름 정도입니다. 이 폭풍은 토성의 25,000km 상공에 형성되었으며 지구의 허리케인처럼 수증기로 구성된 소용돌이라고 추정하고 있습니다. 중심부의 회전 속도는 530km/h입니다.

4. 토성의 위성

태양계에서 위성을 가장 많이 갖고 있는 행성은 목성이라고 알려졌었습니다. 그러나 2019년 10월에 토성에서 20개의 위성이 추가로 발견되면서 토성이 태양계에서 가장 많은 위상을 갖고 있는 행성이 되었습니다. 2020년 11월 16일 기준으로 토성의 위성은 82개입니다. 목성의 위성은 71개입니다.

4-1. 토성의 위성 종류

토성의 위성을 크기순으로 정렬을 해보면, 우선 첫 번째 큰 위성은 타이탄입니다. 타이탄은 태양계에서 유일하게 기후 현상이 있는 위성입니다.
두 번째로 큰 위성은 레아입니다. 레아는 산소가 존재합니다.
세 번째로 큰 위성은 이아페투스입니다. 이아페투스는 흑과 백이 뚜렷한 외형입니다.
다음으로는 디오네, 테티스 순서입니다. 테티스와 디오네는 자신과 같은 궤도를 공전하는 두 개의 작은 위성이라고 합니다.

여섯 번째로 큰 위성은 엔셀라두스입니다. 지름이 500km로 작지만, 태양광 반사율이 100%에 가까워서 매우 밝게 빛납니다. 카시니 호의 탐사 결과 이 위성의 남극의 얼음 화산에서 물이 뿜어져 나오는 것을 발견했습니다. 이것은 표면 아래에 물로 이루어진 바다가 있을 것이라고 추측할 수 있습니다. 결국 2014년 4월에 엔셀라두스 바다가 발견되면서 태양계 내에서 지구를 제외하고 생명체가 존재할 가능성이 높은 곳이 라고 합니다.

일곱 번째로 큰 위성은 미마스입니다. 미마스에는 미마스 지름의 1/3 정도 크기의 헤셸 크레이터가 있습니다. 헤셸 크레이터의 모습 때문에 미마스는 죽음의 별이라고도 불립니다.

여덟 번째로 큰 위성은 포에베입니다. 포에베는 토성의 다른 위성과는 반대로 돕니다. 토성의 주요 위성 중에 토성으로부터 가장 멀리 떨어져 있고 토성을 공전하는데 550일이 걸립니다. 반대로 도는 이유는 다른 곳에서 이끌려온 해왕성의 위성 트리톤과 비슷한 신세의 위성이라는 이야기가 유력합니다. 포에베의 모양은 찌그러진 비구형의 위성입니다.

5. 토성의 고리

토성의 고리는 크고 아름다운 것으로 유명합니다. 목성, 천왕성, 해왕성도 고리를 갖고 있지만 거의 눈에 보이지 않을 정도로 가늘고 작아서 고리는 토성의 고리가 가장 유명합니다. 토성의 고리는 실제로 망원경으로도 관측이 가능해서 망원경이 있으신 분은 관측해 보시길 추천드립니다.

토성의 고리는 주로 얼음이나 돌덩어리들이 토성의 중력에 붙잡혀 모여들어 토성의 주위를 공전하는 것으로 추정됩니다 토성의 고리는 매끈하지 않고 조각이 꽤 난 LP판처럼 생겼다고 합니다. 토성의 고리는 토성이 궤도의 어디쯤에 위치하느냐에 따라 보이는 정도가 달라집니다. 그래서 갈릴레오는 처음에 토성을 관측했을 때 고리라고 생각을 못하고 귀라고 생각했습니다.

토성의 고리가 생성하게 된 원인은 로슈 한계 안으로 접근한 위성이나 혜성 때문이라고 추측합니다. 로슈 한계란 위성이나 소행성 등이 행성의 조석력을 버티지 못하고 부서지는, 행성이 위성을 가질 수 있는 최소한의 거리를 말합니다. 고리가 생성된 또 하나의 원인으로 많은 천문학자들은 토성이 생성된 뒤 남은 물질이 고리를 이루는 것이라고 추측한다고 합니다.

1675년 이탈리아의 천문학자 카시니는 토성의 고리를 관찰한 끝에 고리 하나하나가 여러 개로 이루어졌다는 것을 알아냈습니다. 또한 고리 사이의 거대한 간격을 찾아냈고, 그 간격을 바로 카시니 틈이라고 합니다.